Quels sont les types d’Alliages de Nickel – Définition

Le nickel est un métal brillant blanc argenté avec une légère teinte dorée. Le nickel est l’un des éléments d’alliage les plus courants. Environ 65 % de la production de nickel est utilisée dans les aciers inoxydables. Étant donné que le nickel ne forme aucun composé de carbure dans l’acier, il reste en solution dans la ferrite, renforçant et durcissant ainsi la phase de ferrite. Les aciers au nickel sont facilement traités thermiquement car le nickel réduit la vitesse de refroidissement critique.

Les alliages à base de nickel (par exemple les alliages Fe-Cr-Ni(Mo)) présentent une excellente ductilité et ténacité, même à des niveaux de résistance élevés et ces propriétés sont conservées jusqu’à de basses températures. Le nickel et ses alliages sont très résistants à la corrosion dans de nombreux environnements, notamment ceux qui sont basiques (alcalins). Le nickel réduit également la dilatation thermique pour une meilleure stabilité dimensionnelle. Le nickel est l’élément de base des superalliages. Ces métaux ont une excellente résistance à la déformation par fluage thermique et conservent leur rigidité, leur résistance, leur ténacité et leur stabilité dimensionnelle à des températures beaucoup plus élevées que les autres matériaux de structure aérospatiaux.

Types d’alliages de nickel

Superalliages à base de nickel

Les superalliages à base de nickel constituent actuellement plus de 50 % du poids des moteurs d’avions avancés. Les superalliages à base de nickel comprennent les alliages renforcés en solution solide et les alliages durcissables par vieillissement. Les alliages durcissables par vieillissement consistent en une matrice austénitique (fcc) dispersée avec précipitation cohérente d’un Ni₃ (Al,Ti) intermétallique de structure fcc. Les superalliages à base de Ni sont des alliages avec du nickel en tant qu’élément d’alliage principal qui sont préférés comme matériau de lame dans les applications décrites précédemment, plutôt que des superalliages à base de Co ou de Fe. Ce qui est important pour les superalliages à base de Ni, c’est leur résistance élevée, leur résistance au fluage et à la corrosion à haute température. Il est courant de couler des aubes de turbine sous forme solidifiée directionnellement ou sous forme monocristalline. Les aubes monocristallines sont principalement utilisées dans la première rangée de l’étage de turbine.

Par exemple, Inconel est une marque déposée de Special Metals pour une famille de superalliages austénitiques à base de nickel-chrome. L’Inconel 718 est un superalliage à base de nickel qui possède des propriétés de haute résistance et une résistance aux températures élevées. Il démontre également une protection remarquable contre la corrosion et l’oxydation. La résistance à haute température de l’Inconel est développée par un renforcement en solution solide ou un durcissement par précipitation, selon l’alliage. L’Inconel 718 est composé de 55 % de nickel, 21 % de chrome, 6 % de fer et de petites quantités de manganèse, de carbone et de cuivre.

Argent Nickel

Le maillechort, également connu sous le nom d’argent allemand, de laiton nickelé ou d’alpaga, est un alliage de cuivre avec du nickel et souvent du zinc. Par exemple, l’alliage de cuivre nickel argent 65-12 UNS C75700 a une bonne résistance à la corrosion et au ternissement, et une formabilité élevée. Le maillechort est nommé en raison de son aspect argenté, mais il ne contient pas d’argent élémentaire à moins qu’il ne soit plaqué.

Constantan

Le constantan est un alliage cuivre-nickel composé généralement de 55% de cuivre et de 45% de nickel et de quantités mineures spécifiques d’éléments supplémentaires pour obtenir des valeurs précises (presque constantes) du coefficient de température de résistivité. Cela signifie que sa principale caractéristique est la faible variation thermique de sa résistivité, qui est constante sur une large plage de températures. D’autres alliages avec des coefficients de température également bas sont connus, comme le manganin.

Cet alliage a une résistivité électrique élevée (4,9 x 10⁻⁷ Ω·m), suffisamment élevée pour atteindre des valeurs de résistance appropriées même dans de très petites grilles, le coefficient de température de résistance le plus bas et la FEM thermique la plus élevée (également connue sous le nom d’effet Seebeck) contre le platine de n’importe lequel des alliages cuivre-nickel. En raison des deux premières de ces propriétés, il est utilisé pour les résistances électriques, et en raison de la dernière propriété, pour les thermocouples. Les thermocouples sont des appareils électriques constitués de deux conducteurs électriques dissemblables formant une jonction électrique. Un thermocouple produit une tension dépendant de la température en raison de l’effet thermoélectrique, et cette tension peut être interprétée pour mesurer la température.

Par exemple, le constantan est l’élément négatif du thermocouple de type J, le fer étant le positif. Les thermocouples de type J sont utilisés dans les applications de traitement thermique. De plus, Constantan est l’élément négatif du thermocouple de type T avec le cuivre le positif. Ces thermocouples sont utilisés à des températures cryogéniques.

Dans les réacteurs nucléaires, les thermocouples sont positionnés à des emplacements présélectionnés pour mesurer la température de sortie du liquide de refroidissement de l’assemblage combustible pour une utilisation dans la surveillance du partage de puissance radiale du cœur et du liquide de refroidissement. Mais dans ce cas, les thermocouples doivent résister à l’irradiation neutronique, donc le type E (chromel-alumel) ou d’autres thermocouples spéciaux sont préférés.

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Voir ci-dessus:
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